毕业设计计算书教材.docx
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毕业设计计算书教材
1.工程概况与设计资料
1.1结构形式
采用二层钢筋混凝土框架结构。
1.2水文地质
地基土层自上而下为：
人工填土，层厚0.6～1.0m；褐黄色粘土，层厚4.0～4.5m，fak=80kN/m2,γ=19kN/m3；灰色淤泥质粉土，层厚20～22m，fak=70kN/m2，γ=18kN/m3；暗绿色粉质粘土，未穿，fak=160kN/m2，γ=20kN/m3。
地下水位在自然地表以下0.8m，水质对结构无侵蚀作用。
基础持力层为褐黄色粘土层。
1.3设计荷载
基本风压及基本雪压按上海地区采用。
常用建筑材料和构件自重参照荷载规范确定。
屋面使用荷载按上人屋面设计；楼面使用荷载值根据荷载规范确定。
抗震设防烈度为7度。
1.4楼屋面做法
屋面：
防水层（防水卷材八层做法，三毡四油上铺小石子，0.35kN/m2），40厚C20细石混凝土找平层（双向配筋φ4@200），保温层（膨胀水泥珍珠岩，平均高度h=100mm，4kN/m3），油膏胶泥一度隔气层，现浇钢筋混凝土屋面板，板下20厚纸筋灰粉底。
楼面：
30厚水泥砂浆找平，现浇钢筋混凝土板，板下20厚纸筋灰粉底。
1.5材料
混凝土：
基础用C20；上部结构用C25。
墙体：
±0.000以下采用MU10标准砖，M5水泥砂浆；±0.000以上采用MU10多孔砖，M5混合砂浆。
1.6建筑平面尺寸、使用荷载
平面尺寸：
纵向跨数×纵向跨度（m）—横向跨数×横向跨度（m）=7×5.7m—2×6.3m
楼面活荷载：
4.4kN/m2
屋面活荷载：
2.0kN/m2
1.7主要参考资料
<<建筑结构荷载规范>>GB5009-2001<<混凝土及砌体结构>>教材
<<混凝土结构设计规范>>GB50010-2002<<混凝土结构设计>>教材
<<建筑抗震设计规范>>GB50011-2001<<结构力学>>教材
<<建筑地基基础设计规范>>GB50007-2002<<房屋建筑学>>教材
1.8附图：
建筑平面、立面、剖面图
二层平面图
南立面图
A—C立面图1—1剖面图
2.现浇钢筋混凝土主次梁单向板楼盖设计
2.1设计资料
（1）楼面做法：
30厚水泥砂浆找平，现浇钢筋混凝土板，板下20厚纸筋灰粉底。
（2）材料：
混凝土强度等级基础用C20，上部用C25；梁内受力纵筋为HRB400，其他为HPB235钢筋。
上海市郊某单位仓库，为二层钢筋混凝土框架结构。
楼面均布活荷载标准值为4.4kN/m2，楼盖采用现浇钢筋混凝土主次梁单向板结构。
板、次梁和主梁按弹性理论设计。
2.2楼盖的结构平面布置
主梁沿横向布置，次梁沿纵向布置。
主梁的跨度为6.3m、次梁的跨度为5.7m，主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为2.1m，按单向板设计。
按高跨比条件，要求板厚h≥=52.5mm，对工业建筑的楼盖板，要求h≥80mm，取板厚h=80mm。
次梁截面高度应满足h=5700/（12～18）=317～475mm。
考虑到楼面活荷载比较大，取450mm。
截面宽度取为b=200mm。
主梁的截面高度应满足h=6300/（10～14）=450～6300mm，取h=600mm，截面宽度取为b=300mm。
楼盖结构平面布置图见图。
2.3板的配筋设计（取1米板带）
2.3.1计算简图
恒载计算：
30厚水泥砂浆面层：
0.03×20=0.6kN/m2
80mm钢筋混凝土板：
0.08×25=2kN/m2
20厚纸筋灰砂浆：
0.02×17=0.34kN/m2
小计：
2.94kN/m2
标准值：
恒载：
gk=2.94kN/m2×1m=2.94kN/m
活载：
qk=4.4kN/m2×1m=4.4kN/m
折算荷载：
（γg=1.2，γq=1.4；γg=1.35，γq=1.0）
恒载：
g’=γggk+γqqk/2=6.608（kN/m）
活载：
q’=γqqk/2=3.08（kN/m）
2.3.2内力分析
板弯矩计算
截面1
截面B
截面2
截面C
截面3
Kg
0．078
-0.105
0.033
-0.079
0.046
Mg=kgg’l2
2.273
-3.060
0.962
2.302
1.340
Kq
0.100
-0.119
0.079
-0.111
0.085
Mq=kqq’l2
1.358
-1.616
1.073
-1.508
1.155
M=Mg+Mq
3.631
-4.676
2.035
-3.810
2.495
（kq活荷载最不利布置取值。
）
2.3.3配筋计算
板配筋计算
截面1
截面B
截面2
截面C
截面3
M（kN·m）
3.631
4.676
2.035
3.810
2.495
αs=M/α1fcbh02
0.085
0.109
0.408
0.089
0.058
γs=（1+/2
0.956
0.942
0.048
0.089
0.058
As=M/（fyγsh0）
301
394
166
317
204
选用
φ8@160
φ8@125
φ6@130
φ8@150
φ6@130
实配（mm2）
314
402
218
335
218
（b=1000mm,h0=h-as=60mm.C25:
fc=11.9N/mm2,ft=1.27N/mm2,α1=1.0;HPB235:
fy=210N/mm2。
）
As/bh=218/1000×80=0.27%=0.45ft/fy=0.45×1.27/210=0.27%可以；同时此值大于0.2%，符合要求。
2.3.4板配筋图
2.4次梁配筋设计
2.4.1计算简图
荷载标准值：
恒载gk:
板传来：
2.94×2.1=6.174kN/m
次梁自重：
0.2×（0.45-0.08）×25=1.85kN/m
次梁粉刷：
0.2×0.02×17+0.02×（0.45-0.08）×2×17=0.32kN/m
小计8.344kN/m
活载qk：
qk=4.4kN/m2×2.1m=9.24kN/m
折算荷载：
（γg=1.2，γq=1.4；γg=1.35，γq=1.0）
恒载：
g’=γggk+γqqk/4=13.247（kN/m）
活载：
q’=3γqqk/4=9.702（kN/m）
2.4.2内力分析：
弯矩
次梁弯矩计算
截面1
截面B
截面2
截面C
截面3
Kg
0．078
-0.105
0.033
-0.079
0.046
Mg=kgg’l2
33.571
45.191
14.203
-34.001
19.798
Kq
0.100
-0.119
0.079
-0.111
0.085
Mq=kqq’l2
31.522
-37.511
24.902
-34.989
26.794
M=Mg+Mq
65.093
-82.702
39.105
-68.99
46.592
（kq活荷载最不利布置取值。
）
内力分析：
剪力
剪力计算
截面A
截面B左
截面B右
截面C左
Kg
0.394
-0.606
0.526
-0.474
Vg=kgg’l
29.750
-45.758
39.717
-35.291
Kq
0.447
-0.620
0.598
0.576
Vq=kqq’l
29.428
-40.818
39.369
37.921
V=Vg+Vq
54.470
-80.045
72.787
-3.937
（kq活荷载最不利布置取值。
）
2.4.3配筋计算：
纵筋
纵筋配筋计算
截面1
截面B
截面2
截面C
截面3
M（kN·m）
65.093
-82.702
39.105
-68.990
46.592
α1fcbh02
α1fcbf’h02
1.0×11.9×1900
×4152=3.894×103
1.0×11.9×200
×4152=4.1×102
1.0×11.9×1900
×4152=3.894×103
1.0×11.9×200
×4152=4.1×102
1.0×11.9×1900
×4152=3.894×103
αs=M/α1fcbh02
（αs=M/α1fcbf’h02）
0.017
0.202
0.010
0.618
0.012
γs=（1+√1-2αs）/2
0.991
0.886
0.995
0.907
0.994
As=M/（fyγsh0）
440
625
263
509
314
选用
2φ18
3φ18
2φ16
3φ16
2φ16
实配（mm2）
509
763
402
603
402
（h0=h-as=415mm,C25：
fc=11.9N/mm2,ft=1.27N/mm2,α1=1.0;HRB400：
fy=360N/mm2。
跨中按T形截面；支座按矩形截面。
As/bh=402/200×450=0.45%>0.45ft/fy=0.45×1.27/360=0.16%可以；同时此值大于0.2%，符合要求。
）
配筋计算：
箍筋
箍筋计算
截面A
截面B左
截面B右
截面C左
V（kN）
54.470
-80.045
72.787
3.937
0.25βcfcbh0
246.925>V
Vc（=0.7ftbh0）
73.787>VA
73.78773.787>VB右
73.787>VC左
Vsv=V-Vc
6.258
nAsv1/s=（Vsv/1.25fyvh0）
（mm2/mm）
s（mm）（n=2,Asv1=28.3mm2）
按构造
0.053
按构造
按构造
1068
实配
φ6@150
φ6@150
φ6@150
φ6@150
构造要求：
d≥dmin（dmin=6mm,h≤800mm）:
s≤smax（smax=200mm,300mmρsv=nAsv1/（bs）=0.189%>ρsv,min（=0.24ft/fyv）=0.145%满足要求。
（hw=h0=415mm,b=200,fc=11.9N/mm2,ft=1.27N/mm2,hw/b=335/200=1.675<4,应满足V≤0.25βcfcbh0,HPB235:
fyv=210N/mm2;βc=1.0）
2.4.4次梁配筋图
3.钢筋混凝土板式楼梯
梯段宽B=1430mm，梯段斜板水平投影长度l=3600mm，楼梯平台梁宽200mm，踏步高a=150mm，踏步宽b=300mm。
踏步面层为水磨石面层，斜板底面为20mm厚纸筋灰粉刷。
使用活载标准值3.5kN/m2。
C25混凝土，板内钢筋HPB235，梁内HRB400。
3.1梯段斜板设计
3.1.1截面尺寸
踏步斜边长c=（a2+b2）0.5=335mm,梯段斜板段水平长度l=3600+200=3800mm，梯段斜板厚度h=l/（25～30）=127～152,取h=140mm。
3.1.2计算简图
荷载计算：
水磨石面层（0.3+0.15）×0.65×（1/0.3）=0.98kN/m
三角形踏步1/2×0.3×0.15×25×（1/0.3）=1.88kN/m
斜板0.14×25×（1/0.894）=3.915kN/m
板底抹灰0.02×17×（1/0.894）=0.38kN/m
恒载：
gk=7.155kN/m
活载：
qk=3.5kN/m
荷载设计值（γg=1.2，γq=1.4；γg’=1.35，γq’=1.0）
g+q=γggk+γqqk=13.486kN/m
g’+q’=γg’gk+γq’qk=13.159kN/m取设计值为13.486kN/m。
3.1.3内力计算
M=（g+q）l2/10=13.486×3.82/10=19.47kN/m
3.1.4配筋计算
h0=h–20=140–20=120mm
αs=M/α1fcbh02=19.47×106/1.0×11.9×1000×1202=0.114
γs=（1+√）/2=（1+√/2=0.940
As=M/（fyγsh0）=19.47×106/210×0.940×120=822mm2
ρ,min=max（0.2%，0.45ft/fy）=0.27%
As，min=ρ,minbh=0.27%×1000×120=324mm2（As/bh=785/1000×140=0.56%>ρ,min）
选用纵筋φ10@100（As=785mm2）；分布钢筋每踏步下一根φ8。
3.1.5梯段斜板配筋图
3.2平台板设计
平台板厚一般取80mm～120mm,设平台板厚h=80mm，取1m板宽计算。
3.2.1荷载计算
平台板的荷载
荷载种类
荷载标准值（kN/m）
恒载
水磨石地面
0.65
80mm厚板
0.08×25=2.00
板底抹灰
0.02×17=0.34
小计
2.99
活载
3.5
荷载设计值（γg=1.2，γq=1.4；γg’=1.35，γq’=1.0）
g+q=γggk+γqqk=8.488kN/m
g’+q’=γg’gk+γq’qk=7.537kN/m取设计值为8.488kN/m。
3.2.2内力及截面设计
板的计算跨度
ln=5700–150–3600–200–125=1625mm
弯矩设计值M=Pln2/10=8.488×106×1.6252/10=2.241kN·m
h0=80–20=60mm
αs=M/α1fcbh02=2.241×106/1.0×11.9×1000×602=0.052
γs=（1+√）/2=（1+√1-2×0.052）/2=0.973
As=M/（fyγsh0）=2.241×106/210×0.973×60=183mm2
选φ6@150，As=189mm2
=0.2%
As，min=ρ,minbh=0.2%×1000×80=160mm配筋满足要求
3.2.3平台板配筋图
3.3平台梁设计
设平台梁截面b=200mm，h=350mm
3.3.1荷载计算
平台梁的荷载
荷载种类
荷载标准值（kN/m）
恒
载
梁自重
0.2×（0.35–0.08）×25=1.35
梁侧粉刷
0.02×（0.35–0.08）×17×2=0.18
平台板传来
2.99×1.825/2=2.73
梯段板传来
7.155×3.6/2=12.879
小计
17.139
活载
3.5×（1.825/2+3.6/2）=9.494
荷载设计值（γg=1.2，γq=1.4；γg’=1.35，γq’=1.0）
g+q=γggk+γqqk=33.858kN/m
g’+q’=γg’gk+γq’qk=32.632kN/m取设计值为33.858kN/m。
3.3.2内力及截面设计
计算跨度l0=1.05ln=1.05（3.2–0.24）=3.108m
内力设计值M=Pl02/8=33.858×3.2132/8=40.9kN·m
V=Pln/2=33.858×3.06/2=50.1kN
截面按倒L形计算：
bf’=3.108/6=518mm,h0=350–35=315mm
经计算属第一类T形截面
αs=M/α1fcbh02=40.9×106/1.0×11.9×518×3152=0.067
γs=（1+）/2=（1+）/2=0.965
As=M/（fyγsh0）=40.9×106/360×0.965×315=374mm2
选2φ16，As=402mm2
配箍筋φ6@200
Vcs=0.7ftbh0+1.25fyvAsvh/s=0.7×1.27×200×315+1.25×210×2×28.3×315/200=79.41kN>50.1kN，满足要求。
3.3.3平台梁配筋图
4.荷载作用下受力分析
4.1风荷载作用下受力分析
4.1.1计算简图
ω0=0.55kN/m2,μz=1.00（H=9.25m<10m,B类地面粗糙度）；F=1.3μzω0A
层序
层高
风载F
1
4.82（h1）
F1=17.77
2
3.9（h2）
F2=16.1
3
1.00（h3）
4.1.2梁柱刚度计算
梁柱刚度计算
构件
构件位置
截面
b×h（m2）
跨（高）度
l（h）（m）
截面惯性矩
I0（m4）
计算惯性矩
Ib=2.0I0
线刚度
K=EIb/l
线刚度
相对值
主梁
边跨
0.3×0.65
6.245
5.4×10-3
1.08×10-2
1.73E×10-3
5.39
柱
二层
0.35×0.35
3.9
1.25×10-3
—
3.21E×10-4
1
底层
0.35×0.35
4.82
1.25×10-3
—
2.59E×10-4
0.81
框架柱的修正侧向刚度D的计算表
柱号
层次
层高
H（m）
K=∑Kh/2Kz（一般层）
α=K/（2+K）（一般层）
D=12αK/H2
（kN·m）
线刚度
相对值
K=∑Kh/Kz（底层）
α=（0.5+K）/（2+K）（底层）
边柱
二层
3.9
K=2×5.39/2×1=5.39
α=5.39/5.39+2=0.73
5.18×103
0.87
底层
4.82
K=5.39/0.81=6.65
α=（0.5+6.65）/（2+6.65）=0.83
3.11×103
0.52
中柱
二层
3.9
K=4×5.39/2×1=10.78
α=10.78/10.78+2=0.84
5.96×103
1
底层
4.82
K=2×5.39/0.81=13.31
α=（0.5+13.31）/（2+13.31）=0.90
3.37×103
0.57
4.1.3内力计算
Vj（kN）
边柱
中柱
16.1
V=DAVj/∑D=0.87×16.1/2×0.87+1
=5.11kN
K=5.39，y0=0.5，y1=y2=0
M底=M顶=5.11×3.9×0.5=9.96kN·m
V=DBVj/∑D=1×16.1/2×0.87+1
=5.88kN
K=10.78，y0=0.5，y1=y2=0
M底=M顶=5.88×3.9×0.5=11.47kN·m
33.87
V=0.52×33.87/2×0.52+0.57=10.94kN
K=6.65，y0=0.55，y1=y2=0
M底=10.94×4.82×0.55=29.00kN·m
M顶=10.94×4.82×0.45=23.73kN·m
V=0.57×33.87/2×0.52+0.57=11.99kN
K=13.31，y0=0.55，y1=y2=0
M底=11.99×4.82×0.55=31.79kN·m
M顶=11.99×4.82×0.45=26.01kN·m
MA2B2=MC2B2=9.96kN·m,MB2A2=11.47/2=5.74kN·m=MB2C2,
MA1B1=MC1B1=9.96+23.73=33.69kN·m,
MB1A1=MB1C1=（11.47+26.01）/2=18.74kN·m。
4.1.4内力图
弯矩图（kN·m）剪力图（kN）
4.2框架恒荷载作用下受力分析
4.2.1计算简图
横向框架计算简图
（1）按平面分析时取为两跨两层框架：
1节点：
梁柱节点为刚接，底层柱端为固定支座；
2高度：
第二层框架高度为建筑层高3.9米；
第一层框架高度为底层柱端算至二层楼面标高3.9–0.03+0.45+0.5=4.82m。
③跨度：
按柱截面形心间距离确定，为6.245m。
4.2.2受力分析
G11：
柱自重：
（3.9–0.6）×0.35×0.35×25+0.02×（3.9–0.6）×0.35×17×4=11.68kN
墙体面积：
（5.7–0.35）×（3.9–0.6）=17.66m2
门窗洞口面积：
1.2×3=3.6m2
墙体重：
（17.66–3.6）×4.31+3.6×0.45=62.22kN
框架梁自重：
5.7×（0.6-0.08）×0.25×25+2×（0.6–0.08）×0.02×5.7×17=20.54kN
主梁自重：
1.05
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